Hawaïaanse tijdmachine benadert begin der tijden

Hoog op een slapende vulkaan op Hawaï staan de grootste optische telescopen van de wereld. Hun scherpe ogen blinken zo uit in precisie dat ze verder kunnen kijken dan welke telescoop ook. Zo ver zelfs dat ze al objecten in de ruimte kunnen waarnemen die dertien miljard jaar geleden zijn ontstaan, bijna het tijdstip waarop ons heelal met een Big Bang van start is gegaan.
Tijdmachines hebben sinds de gelijknamige roman van H.G. Wells sterk tot de verbeelding gesproken. Het is voor velen heerlijk om te fantaseren over de (on)mogelijkheden die teruggaan in de tijd met zich meebrengen. Wie zou er tenslotte niet even willen gluren in zijn favoriete tijdperk in de geschiedenis? Het moet toch fantastisch zijn om onder de Romeinen te zijn, of de donkere Middeleeuwen mee te maken, met Columbus op ontdekkingstocht te gaan naar het continent dat later bekend zou worden onder de naam Amerika, en ga zo maar door. Het is daarom niet zo verwonderlijk dat het thema ‘tijdmachine’ regelmatig terugkeert in verhalen. Zo reizen onze Belgische striphelden Suske en Wiske regelmatig met de tijdmachine van professor Barabas door tijd én ruimte. Een uiterst creatieve variant was de sportwagen DeLorean die in de Film ‘Back to the Future’ mensen door de tijd kon doen reizen.

Helaas voor alle fans zal het vermoedelijk wel bij fantasie blijven. Teruggaan in de tijd brengt allerlei complicaties met zich mee. Een puber die met z’n iPod door de bemodderde en stinkende straten van een middeleeuwse stad loopt, zal daar voor de nodige consternatie zorgen. Hij wordt hoogstwaarschijnlijk opgepakt en belandt op de brandstapel wegens hekserij. En zo eindigt zijn leven al vijfhonderd jaar voordat het begon. Of wat te denken van het theoretische scenario dat iemand teruggaat in de tijd en daar als koetsier per ongeluk zijn ouders dood in een betreurenswaardig ongeluk met zijn onbestuurbaar geworden koets? Kan zo iemand nog wel bestaan in de tijd dat hij in de tijdmachine stapte? Het is bijna net zo leuk te fantaseren over de gevolgen van het tijdreizen dan over het reizen zelf, al zal het gezien de rare consequenties wel altijd bij fantasie blijven.

En toch staart het verleden ons allemaal in de ogen. Iedereen die namelijk naar een sterrenhemel kijkt, ziet niet de sterren zoals ze op dit moment uitzien, maar de sterren zoals ze er tot wel miljarden geleden uit hebben gezien. Dit komt omdat het licht van de sterren er enorm lang over doet om onze ogen te bereiken. Licht verplaatst zich met de ongelooflijk hoge snelheid van 300.000 kilometer per seconde. Een lichtbundel die een jaar onderweg is, heeft zich maar liefst 9.460.730.472.580.800 meter verplaatst, oftewel bijna 9,5 biljard kilometer. Dat is veel, maar op de schaal van het heelal stelt het eigenlijk vrij weinig voor: het licht van veel sterren doet er met gemak vele miljoenen en soms zelfs miljarden jaren over om het menselijk oog te bereiken. Wat het oog dan ziet, is dus allesbehalve nieuw, maar juist vele miljarden jaren oud! Wie zijn ogen naar de hemel richt, kijkt dus naar het verleden. Het zou heel goed kunnen zijn dat sommige van de sterren die nu vrolijk staan te twinkelen, allang niet meer bestaan. De laatste lichtstraal heeft ons echter nog (lang) niet bereikt.

Het voorgaande fenomeen doortrekkend zou je mogen stellen dat machines die zijn gebouwd om heel precies naar objecten in ons heelal te kijken, eigenlijk ook een beetje tijdmachines zijn. Ze gunnen ons immers een zeer gedetailleerde blik op het verleden. En de machine die dat op dit moment het beste doet, zijn de twee telescopen van het Keck-observatorium op de Mauna Kea vulkaan op Hawaï. De locatie is gekozen omdat de lucht op iets meer dan 4200 meter hoogte lekker ijl is en het klimaat van Hawaï bijzonder stabiel en rustig. Dit betekent dat de twee optische telescopen met een diameter van maar liefst tien meter vrijwel het hele jaar door ongestoord naar het verleden kunnen staren. Grappig detail is dat deze berg de hoogste ter wereld is als we niet ophouden met meten als de zeespiegel is bereikt, maar doorgaan tot de bodem van de Hawaïtrog. Die ligt namelijk bijna 6000 meter lager, waarmee de hoogte van deze berg feitelijk 10.203 meter is.

De techniek die deze twee enorme telescopen mogelijk maakt is verbazingwekkend. De twee hoofdspiegels zijn namelijk opgebouwd uit 36 kleinere zeshoeken en wegen in totaal elk 300 ton. Er zijn de krachtigste computers gebruikt om een draagconstructie te ontwerpen die met een zo gering mogelijke hoeveelheid staal en zo groot mogelijke stijfheid bereikt. Dit is nodig omdat een telescoop altijd de objecten in het heelal moet volgen. De Aarde draait immers rond haar as en dus zouden objecten uit beeld verdwijnen als de telescoop stil blijft staan. Bij het bewegen van stalen constructies treden altijd krachten op die de constructie uit zijn verband kunnen rukken. Wie wel eens met een motorfiets met te slap frame hard door een bocht is gereden, weet wat de dan vrijkomende krachten kunnen doen met het frame! Ook al zijn de modernste technieken en de sterkste materialen gebruikt om de draagconstructie te ontwerpen en bouwen, toch krijgen de natuurkundige wetten van de zwaartekracht grip op de telescoop als deze zich langzaam maar zeker verplaatst om de sterren te volgen. De 36 kleinere spiegels zijn met uiterste precisie aan elkaar bevestigd. De onderlinge posities van deze elementen wordt voortdurend en uiterst nauwkeurig gemeten en waar nodig vinden correcties plaats als de spiegels door het bewegen van de 300 ton iets van elkaar zijn verschoven.

De enorme doorsnede van de spiegels zorgt ervoor dat de telescoop uiterst zwakke lichtsignalen kan oppikken. Het enorm precieze meet- en regelsysteem dat de 36 afzonderlijke, zeshoekige spiegels uiterst nauwkeurig in positie houdt, zorgt ervoor dat die objecten ook heel erg scherp kunnen worden waargenomen. De combinatie zorgt ervoor dat de telescopen op Mauna Kea verder en scherper kunnen kijken dan welke telescoop dan ook. De scherpe blik van de Keck-sterrenwacht is al in staat gebleken om sterren te zien die maar liefst 13 miljard lichtjaar van ons zijn verwijderd. Dat zijn dus sterren die 13 miljard jaar oud zijn en dat is bijna de leeftijd van ons heelal!

De meest geaccepteerde theorie over het ontstaan van het heelal gaat namelijk uit van de ‘Big Bang’. Deze theorie gaat ervan uit dat alle materie eerst was samengebald in een oneindig klein puntje. Zo’n 13,7 miljard jaar geleden ‘ontplofte’ die samenballing van materie en ontstond in een oogwenk het heelal. De materie werd met onmetelijke kracht de ruimte in geslingerd, klonterde samen en zo ontstonden planeten, sterren, planetenstelsels, sterrenstelsels, melkwegen, enzovoort. Dit proces gaat nog steeds door: de kracht van de ‘Oerknal’ was blijkbaar zo groot dat alles in het heelal zich nog altijd verder de ruimte in beweegt. De afstand van de objecten en de daaraan gerelateerde snelheid zegt daarbij iets over hun leeftijd. Afhankelijk van de plek waar de Hawaïaanse telescopen hun ogen op richten, zien ze dus een bepaalde periode van de roerige geschiedenis van het heelal. Dichterbij een tijdmachine dan dat komen we waarschijnlijk niet…

Scroll Up

Pin It on Pinterest